模拟人工湿地不同植物配植对富营养化水体修复能力研究

选用临汾本土的3种湿生植物薄荷、芦苇和藨草,按芦苇+藨草、芦苇+薄荷、藨草+薄荷、芦苇+藨草+薄荷4种组合方式配植,构建小型模拟人工湿地,通过测定其对TP(总磷)、TN(总氮)、NH+4-N(氨氮)、COD(化学需氧量)的去除率来研究不同植物组合对不同浓度富营养化水体的修复能力。试验结果表明:轻度处理下,对TP、TN、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合;中度处理下,对TP、TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合,对NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合;重度处理下,对TP、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合。     

酸模浮床对污染水体净化效果及机理分析

以南京地区河道岸坡常见陆生植物酸模为试材,制成生态浮床,研究酸模浮床以及无植物浮床对污染水体氮磷的净化效果及其机理。结果表明:酸模对TN,NH4 -N去除率达92.40%,97.00%,为对照组去除率的4.47倍、1.10倍,其中酸模对NH4 -N的去除主要依靠水体微生物硝化反应,而对照组NH4 -N去除率较高的主要原因主要是氨的挥发引起;酸模组水体中NO3--N浓度出现先增高后降低的趋势,对照组则无显著变化;酸模对水体TP,COD去除效果明显,酸模组TP,COD浓度分别比初始降低了79.17%,86.63%,与对照组差异显著。结果表明,酸模对污染水体中氮磷具有良好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

冬春季多年生牧草对富营养化水体的响应及净化效果研究

在室外条件下以8种多年生牧草为材料研究其在重度富营养化水体中的生长状况及生长期间对水体氮磷的削减。结果表明,8种牧草均能适应水生环境并快速生长。经过收割后,每1m2的坦克草浮床生长期内可从水体中吸收17.5g的氮和7.5g的磷。牧草修复水体后,其作为饲料的基本指标均符合国家标准。选取室外试验中生长状况较好的4种多年生牧草进行室内模拟实验,研究其对富营养化水体的修复效应。水体TN、TP、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、COD在植物浮床系统处理下均显著下降,坦克草处理下去除率最高,对TN、TP、NO3--N、CODMn去除率分别达64.1%,92.1%,70.7%和80.7%。多年生牧草在冬春季对富营养化水体中的氮磷具有较好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

人工模拟污水净化系统去除生活污水氮、磷效果的比较研究

在温室内,分别以炉渣、沸石和土壤为湿地基质,水芹(Oenanthe javanica)、黑麦草(Lolium mut-liflorum)和香根草(Vetiveria zizanioides)为植被构建了模拟人工湿地和无基质的浮床植物系统处理生活污水,比较研究了不同污水净化系统去除氮、磷的效果。结果表明,在较低氮、磷负荷和水力停留时间为6 d的条件下,炉渣、沸石和土壤基质人工湿地系统对生活污水中的全氮(TN)、NH4+-N和全磷(TP)均表现出很好的净化效果,平均去除率均在91.0%以上;对NO3--N的去除率较低,为58.0%~85.5%。浮床系统因承受较高的负荷,对TN、NH4+-N、NO3--N和TP的去除率均明显低于各基质湿地。而从污染负荷的去除率来看,土壤基质湿地对TN、NH4+-N、NO3--N和TP的负荷去除率低于炉渣和沸石基质湿地;浮床各系统NO3--N负荷去除率的负增加使TN的负荷去除率降低,但其NH4+-N的负荷去除率均高于各湿地系统;浮床水芹和黑麦草系统的TP负荷去除率也高于各湿地系统。植物种类不同,其吸收N、P的能力存在很大差异。以黑麦草为植被的人工湿地和浮床系统,植物的吸收作用是各系统去氮除磷的主要机制;水芹和香根草吸收的氮、磷总量在人工湿地中远小于黑麦草,其吸收作用仅是各湿地系统去除氮、磷的一个途径;而水芹和香根草对磷的吸收则是浮床系统除磷的主要机制。     

不同植物生物栅系统对富营养化景观水净化试验

为研究不同植物的生物栅系统对富营养化景观水的净化效果,通过人工配水试验对比无植物与分别种有美人蕉、水葱、香蒲的生物栅系统,分析生物栅中不同组成部分对污染物的去除效果.结果表明,纤维填料上的生物膜对不同浓度的富营养化景观水体的CODCr、TN、TP、NH4+-N的去除率均高于3种植物,其去除率分别为31.43％～40％,45.88％～50.15％,14.32％～15.62％,55.03％～63.95％,因此纤维填料上附着的微生物是污染水体的净化主体.将3种植物生物栅系统对重度和中度富营养化景观水体的净化效果进行比较,结果表明美人蕉生物栅系统对中度富营养化景观水体的CODCr、TN、TP、NH4+-N去除率分别达到78.57％,78.62％,52.24％,86.48％,其中处理后CODCr、TN、NH++-N的浓度均达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准,因此美人蕉生物栅系统更适用于富营养化景观水体的水质修复.     

潜流人工湿地对畜禽养殖废水的净化效果

为了提高潜流人工湿地对畜禽养殖废水中污染物的去除效果,该试验通过改变湿地内部结构构建了4个潜流人工湿地单元,选用灰砖块和碎石做湿地填料,冬夏季轮作栽培齿果酸模和大狼把草,考察湿地运行期间对厌氧消化后猪场废水的净化效果。结果表明：湿地单元经过80 d的启动,运行稳定,有植物湿地比无植物对照湿地提前10 d左右进入稳定期。运行期间,各湿地单元对废水中氨氮（ammonia nitrogen,NH4+-N）、总氮（total nitrogen, TN）、总磷（total phosphorus,TP）和化学需氧量（chemical oxygen demand,CODCr）的去除率与气温变化均呈现显著线性正相关。在水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）为4 d,进水中CODCr、NH4+-N、TN、TP浓度分别为520、110、120、10 mg/L左右时,4个湿地单元对CODCr、TP的去除率分别在60%和70%以上,对NH4+-N和TN的去除率分别为28%～67%和32%～58%,植物对CODCr及TP去除的贡献分别稳定在10%和4%左右,植物对氮的去除效果受气温影响较大,夏季对NH4+-N和TN去除的贡献分别可达13%和12%。与一般潜流人工湿地比较,改进的波形潜流人工湿地对NH4+-N、TN和CODCr的平均去除率提高均在3%以上,对TP去除效果差异不显著（P＞0.05）。该研究可为构建大规模的潜流人工湿地处理畜禽养殖废水提供理论依据和技术支持。     

几种经济植物水培净化城市河水的研究

在水力停留时间为24h的静态水培条件下,研究了空心莱（lpomoea aquatica Forsskal）、油麦菜（Lactua sativa L．）、黑麦草（Lolium multiflorum Lam）、串叶松香草（Silphiam perfoliatumLinn）水培对河水中TN、TP、NH4^＋-N、CODMn的净化效果,同时以水力停留时间为24h的未种植植物的静置城市河水为对照。结果表明,以上4种植物对城市河水中的TN、TP、NH4^＋-N、CODMn去除率分别为15．81％-24．71％、13．83％～20．45％、22．54％-40．38％、21．23％-28．20％。试验至25d后,各种植物水培液中均出现TP、TN、CODMn值反而大于对照水样的现象。此外,植物干重与TP平均去除率相关性最大,植物根长与TN平均去除率相关性最大。研究表明,利用经济作物水培净化城市河水有一定的应用价值,但需要在培养条件的优化、经济作物品种的选择、经济价值最大化等方面做进一步研究。     

厌氧池-潜流人工湿地处理低浓度农村生活污水的研究

研究了厌氧池-潜流人工湿地系统（anaerobic tank-subsurface flow constructed wetland systerm,AT-SFCW）对江苏省常熟市农村生活污水的处理,探讨了该系统对生活污水中主要污染物的去除效果,并将厌氧池部分与湿地部分的处理效果进行了比较。结果表明,该系统对化学需氧量(CODcr)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、硝氮(NO3--N)的总平均去除率分别达到44.3%、42.7%、73.9%、45.6%、37.5%,出水平均浓度分别为16.9、5.2、0.1、3.3、1.4 mg/L,达到国家城镇污水处理厂污染物排放一级A类标准（GB18918-2002）。系统中厌氧池部分对CODcr、TN、NO3--N的去除率分别达到17.4%、6.7%、57.7%。TP经厌氧池后有较明显的上升,升高率达到15.3%。系统中湿地部分对TP、NH3-N、TN、CODcr的去除起主要作用,去除率分别达到89.2%、44.5%、36.0%、26.9%。该系统对农村生活污水的处理效果较好,建设运行成本低廉,维护管理方便,适合农村地区生活污水处理的运用与推广。     

不同植物人工湿地处理畜禽废水的效能研究

以鱼腥草、蟛蜞菊、牛耳草和繁缕4种湿地植物,构建不同植物的人工湿地系统,研究其高浓度畜禽废水处理效果,比较4种人工湿地植物的畜禽废水处理能力。研究结果表明,各植物人工湿地系统对畜禽废水中CODcr、NH+4-N和TP的处理效果均高于未栽种植物的空白系统。在对各污染物的去除中,鱼腥草CODcr去除能力最好,牛耳草和繁缕次之,最后是蟛蜞菊;不同植物人工湿地系统对畜禽废水中的高浓度NH+4-N均有较高的净化能力,其去除率均可以达到90%以上;各植物人工湿地系统的TP净化能力有限,最高去除率为81.2%,其中鱼腥草和繁缕系统处理效果较牛耳草和蟛蜞菊系统好。     

改进型和传统型复合垂直流人工湿地的净化效果研究

通过构建传统型复合垂直流人工湿地系统（IntegratedVerticalFlowConstructedWetlandsSystem：IVFCWS）和改进型复合垂直流人工湿地系统（ImprovedIntegratedVerticalFlowConstructedWetlandsSystem：IIVFCWS）,并在其中分别种植彩叶草-太阳草（Coleusblumei-Toninafluviatilis：CT）和美人蕉-大水剑（Cannaindica-Acoruscalamus：CA）,以无植物人工湿地系统为对照,比较研究不同植物组合下两种构型的人工湿地系统对生活污水的净化效果。结果表明,IIVFCWS对CODCr、NH4＋-N、TN的净化效果显著优于IVFCWS,而对TP的去除效果则是IVFCWS较IIVFCWS强。有植物的人工湿地系统去除污染物的效果较无植物的对照系统好,其中彩叶草-太阳草组合湿地系统的去除效果较美人蕉-大水剑组合的强,分别为：CODCr的平均去除率在80．8％-52．8％之间;NH4-N的去除率在93．6％-52．3％之间;TN的去除率在96．4％～67．6％之间,TP的平均去除率均达93．6％以上。     

秋茄人工湿地净化循环海水养殖废水效果

为了深入研究采用人工湿地方法处理循环海水养殖废水的可行性及其运行特性,以红树林植物秋茄(Kandelia candel)为湿地植物构建耐盐人工湿地,对循环海水养殖废水进行生物处理。该文对比研究了秋茄人工湿地与无植物人工湿地的处理效果,在系统启动17d后的稳定运行阶段,秋茄人工湿地对化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氨氮(NH4+-N)的去除率分别在66.4%～73.8%和64.3%～72.4%,明显高于无植物人工湿地对COD56.7%～62.4%的去除率和对NH4+-N51.2%～57.5%的去除率;在总磷(total phosphorus,TP)去除方面,秋茄人工湿地和无植物人工湿地的去除率分别为55.7%～61.7%和54.3%～60.4%,两者并无明显差别。对人工湿地基质酶活性的分析发现,秋茄人工湿地的基质脲酶活性和磷酸酶活性均明显高于无植物人工湿地;同时在秋茄人工湿地基质床中,根系分布最多的表层0～5cm区域基质酶活性明显高于其他区域,表明秋茄的根部对于提高人工湿地基质床的生物活性及其去污能力发挥了显著的作用。对秋茄人工湿地水力条件的研究表明,表面水力负荷对系统去除有机物和氮有较明显的影响,表面水力负荷控制在0.1m3/(m2·d)及以下时,出水水质可达到国家渔业水质标准的要求。该文研究结果为循环海水养殖废水提供了一种生物处理途径。     

不同N水平的富营养化水体中经济植物净化能力比较研究

为建立净化富营养化水体的生态工程，本试验选择水芹、水蕹菜、韭菜、葱、黄花菜、芹菜等6种经济植物，研究了各种植物的净化能力及其生物学特性。结果表明：每种经济植物对水体总氮、总磷均有一定的去除作用，特别是水芹和水蕹菜，其在试验的20d内，对总氮、总磷的去除百分率分别为89．5％，98．2％；同时还对6种经济植物引起水体总氮浓度下降与时间关系作回归分析，结果表明随着处理时间的延长，水体中总氮浓度呈负指数形式衰减。本文还对在植物处理过程中，水中Chla、BODs和COD的变化进行了观测。研究表明，在高N水平的富营养化水中除水芹和水蕹菜外，Chla、BOD。和COD随处理时间的延长而下降，但在韭菜和葱处理过程中，水中腥味加重。各项指标综合分析表明，在不同N水平的富营养化水体中，水蕹菜处理效果最好，水芹次之，黄花菜和芹菜居中，韭菜最差。     

Constructed Wetlands Treating Runoff Contaminated with Nutrients

The aim was to assess the role of Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. in experimental, mature, and temporarily flooded vertical flow wetland filters treating urban runoff rich in organic matter. During the experiment, ammonium chloride was added to sieved concentrated road runoff to simulate primary treated urban runoff contaminated with nitrogen. Five days at 20°C N-allylthiourea biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand removal efficiencies were relatively lower for planted than unplanted filters. Moreover, there was no significant difference for BOD removal for all filters under fluctuating inflow concentrations of sulfate. The nitrogen removal performances of planted filters were more efficient and stable throughout the seasons compared to those of unplanted filters. A substantial load of nitrogen (approximately 500 mg per filter) was removed by harvesting P. australis. Plant uptake was the main removal mechanism for nitrogen during high concentrations (10 mg/L) of ammonia-nitrogen in the urban runoff.     

加气灌溉与秸秆还田对水稻氮磷损失的影响

秸秆还田对于培育地力、提高作物品质与产量具有重要意义,然而在中国南方水稻种植区稻麦轮作耕作方式下,小麦秸秆还田后出现了水稻田面水质恶化的问题。该研究设置不同秸秆还田以及不同进气量的微纳米加气灌溉6个处理,开展水稻盆栽试验,观察分析水稻生育期内稻田水化学指标以及氮磷损失的变化规律。结果表明：水稻田面水与渗漏水中化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）浓度以及氮磷浓度的起伏变化主要受施肥因素影响;秸秆还田条件下水稻田面水COD浓度、总氮（Total Nitrogen,TN）浓度、铵态氮（NH4+-N）浓度、硝态氮（NO3--N）浓度均有所提升,总磷（Total Phosphorus,TP）浓度有所降低;水稻渗漏水COD浓度、NH4+-N浓度在秸秆还田后会有所升高,TN浓度、NO3--N浓度会有所降低;微纳米加气灌溉有利于降低秸秆还田后稻田水的COD浓度、TN浓度、NH4+-N浓度,其最优去除率可达19%、31%、45%。秸秆还田有利于提高稻田氮磷利用率,但是会增加氮素损失量,微纳米加气灌溉可以有效减少小麦秸秆还田后稻田的氮磷损失量,综合考虑改善稻田水COD浓度、减少氮磷损失以及保证水稻产量,推荐使用0.7 L/min进气量的微纳米气泡水对小麦秸秆还田后的水稻进行灌溉。该研究结果可为秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻灌溉管理提供理论和技术指导。     

混合基质垂直流人工湿地净化废水效果

利用两种混合基质(蛭石+高炉渣、陶粒+高炉渣)构建模拟垂直流人工湿地处理化粪池出水,运行1a试验结果表明,蛭石+高炉渣基质对总鳞(TP)、总氮(TN)、NH4+-N、CODCr的去除效果要好于陶粒+高炉渣系统,而且其4个组合系统对TP、TN、CODcr、NH4+-N去除率分别大于71%、2.5%、61%、65%;水力学负荷比污染物的去除率存在密切关系:CODcr、NH4+-N、TP在水力负荷较小(30.6cm/d)时的去除率比水力负荷61.2cm/d下高;而种植美人蕉的蛭石+高炉渣组合在水力负荷为30.6cm/d,停留时间为0.848d时的处理效果较好,其对NH4+-N、TP、CODcr的去除率分别为94.51%、89.13%、66.46%,均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。     

不同植物篱系统对坡耕地农田径流污染物的去除效果

采用人工模拟实验,探讨了四种植物篱系统在不同坡度（5°、10°和20°）、不同污染物进水浓度（低、中、高）下对坡耕地农田径流污染物TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果。植物篱系统分别是红叶石楠+小叶女贞+黑麦草（T1）、红叶石楠+小叶女贞（T2）、小叶女贞+黑麦草（T3）、红叶石楠+黑麦草（T4）。结果表明：植物篱系统对污染物的去除率均随坡度的增加而下降,TP、NH3-N、COD尤为明显,当坡度由5°增加到20°时,TP的去除率由52.25%~76.75%降至33.68%~60.34%,NH3-N的去除率由36.84%~68.33%降至34.30%~45.46%,COD的去除率由13.26%~38.69%降至3.15%~26.74%。除NH3-N外,随污染物进水浓度的升高,植物篱对污染物的去除效果越明显,TP的去除率可由33.33%~60.11%升至57.06%~81.44%,TOC的去除率可由-0.84%~2.92%升至9.64%~17.69%, COD的去除率可由-14.75%~11.25%升至20.62%~42.33%。植物篱系统对TN、TP、NH3-N、TOC、COD的去除效果显著优于裸土（对照系统）,在不同坡度下去除率最高分别能由12.81%升至47.02%、34.29%升至76.75%、18.27%升至68.33%、-0.93%升至11.52%、2.31%升至38.69%,在不同污染物进水浓度下分别能由15.57%升至53.05%、37.93%升至81.44%、17.60%升至64.05%、2.92%升至17.69%、-33.40%升至11.25%。总体而言,植物篱系统平均去除效果依次为T1>T4>T3>T2,即红叶石楠+小叶女贞+黑麦草去除效果最佳,这与三种植物的地表覆盖率高、根系发达以及在功能上相互取长补短、协同固定污染物有关。     

密云县蛇鱼川小流域地表水水质变化的规律

为了向生态清洁小流域建设、水源保护及生态环境建设提供理论依据,以北京市密云县蛇鱼川小流域地表水近5年监测资料为基础,分析评价小流域河流水质时间、空间变化及湖库水质时间变化规律,并对流域水质总体情况进行评价.监测结果表明:1)河流水体NH3-N质量浓度冬春季变化较大,夏季中期以后质量浓度比较稳定.2)TN、TP和CODMn冬春季质量浓度较低,夏季汛期质量浓度显著上升,秋季降雨结束后,各指标回落;在塘坝水质变化上,塘坝水体氨氮、总氮都呈现冬高夏低的规律,总磷和高锰酸钾指数在冬季和夏季质量浓度都较高;总体上流域地表水质除局部区域受到污染外,小流域地表水质良好,氨氮属Ⅰ ～Ⅱ级,总磷属Ⅱ级,高锰酸钾指数属Ⅱ～Ⅲ级.